Карпеня Г.М., кандидат с.-х. наук.
Часто причиной отсутствия или недостаточной эффективности средств защиты растений может быть плохое качество используемого растворителя — воды. Как правило, отсутствие ожидаемых результатов после обработок аграрии объясняют различными факторами: неблагоприятные погодные условия, несоблюдение срока обработки, слабая эффективность препарата. Но при этом не учитывают возможности влияния качества местной воды. Во всем мире существует проблема применения жесткой воды в сельском хозяйстве. Этот вопрос в ведущих аграрных странах обязательно учитывают и принимают соответствующие меры. Недооценка жесткости и рН воды имеет негативные экологические и экономические последствия, поскольку сельхозпроизводитель получает более низкие урожаи плохого качества за счет частичной или полной потери действующего вещества препарата.
С точки зрения распространения в природе и физико-химических свойств вода — является хорошим растворителем многих химических веществ, с которыми контактирует. Поступая из разных источников, она обладает различными биологическими характеристиками и физико-химическими свойствами, определяющими в итоге её качество.
Вода применяется во многих отраслях сельского хозяйства. Используется водопроводная вода (питьевая и промышленная), поверхностные и глубинные воды. В интенсивных технологиях возделывания культур она выступает в качестве носителя и растворителя средств защиты растений и удобрений.
В растениеводстве часто сталкиваются с проблемой некачественной воды, но не могут определить, каким образом ее эффективно решить. Обычно просто увеличивают дозу действующего вещества, но это решение не является экономически эффективным и экологически безопасным и только отчасти влияет на результат обработки.
Каждому агроному следует понимать, что вода в разных районах страны и источниках ее забора различается по составу. Исследования показывают, что питьевая вода из водоснабжения в основном характеризуется высокой жесткостью (щелочностью). В большинстве случаев рН воды является нейтральной (рН 7,0) или слегка щелочной. Наличие в воде определенных солей кальция или натрия повышает ее щелочность. Поэтому, выбирая источник воды для обработок посевов, следует знать (определять) ее качество.
Расход воды при однократной обработке посевов сельскохозяйственных культур в среднем составляет от 100 до 300 л/га в зависимости от типа опрыскивания. При выполнении специальной обработки для защиты сада расходуется до 1000 л/га воды.
Что влияет на качество воды?
На качество воды влияет множество независимых факторов: биологический состав, или наличие постоянных частиц органического вещества (водорослей и грибов), но, прежде всего, химический состав, связанный с содержанием двухвалентных катионов кальция и магния, ионов железа, бария, марганца и стронция, которые и определяют жесткость воды и кислотность (рН).
С агрономической точки зрения выделяют 3 важных параметра качества воды: жесткость (известковость), чистота и рН.
Виды жесткости воды.
Различают 2 вида жесткости воды.
Общая жесткость определяется суммарной концентрацией ионов кальция и магния в воде и представляет собой сумму карбонатной (временной) и некарбонатной (постоянной) жесткости.
Временная (карбонатная) жесткость (при рН>8,3) обусловлена наличием в воде гидрокарбонатов (Ca(HCO3)2 и Mg(HCO3)2) и карбонатов (CaCO3) кальция и магния. Данный тип жесткости почти полностью устраняется при кипячении воды и поэтому называется временным. При нагреве воды гидрокарбонаты распадаются с образованием угольной кислоты и выпадением осадка карбоната кальция и гидроксида магния. Временную (карбонатную) жесткость можно устранить и добавлением гашеной извести. При добавлении известковой воды гидрокарбонаты переходят в карбонаты и вода становится более мягкой.
Соли кальция и магния в значительной степени влияют на жизненные процессы микроорганизмов, в том числе на проницаемость клеточных оболочек. Чем выше временная (карбонатная) жесткость, тем вода характеризуется большей стабильностью реакции, но тем сложнее снизить ее рН.
Постоянная (некарбонатная) жесткость определяется присутствием кальциевых и магниевых солей сильных кислот (серной, азотной, соляной) и при кипячении не устраняется.
С постоянной жесткостью бороться труднее. Для ее устранения кальций и магний осаждают содой, применяются методы вымораживания льда, перегонки (испарение воды с последующей ее конденсацией). В последние годы для устранения жесткости воды широко используют ионообменники.
Естественно, что самая лучшая вода для растений — это дождевая с большим количеством растворенного кислорода. Постоянная жесткость воды хорошо влияет на обменные процессы в растении, а вот временная жесткость с которой нужно бороться, нарушает кислотно-щелочной баланс в растениях.
Анализ воды проводят в специальных лабораториях, где определяется содержание аммиака, нитратов, фосфора, магния, железа и др. В бытовых условиях также можно определить кислотность, купив тест-полоски или цветные индикаторы. С целью исключения ошибки с помощью тест-полоски проводят несколько тестов. Достоверность акватестов довольно высока (с точностью до 0,1-0,2 степени рН) и достаточна для определения качества воды для химической обработки.
Если водородный показатель воды рН меньше 7,0, то она считается кислой, если выше 7,0 — то щелочной.
В разных странах воду оценивают по своим понятиям жесткости (известковости). При этом все средства по смягчению воды — это средства борьбы с временной жесткостью.
Единицы измерения и нормирование жесткости воды.
Жесткой считается любая вода, которая в своем составе имеет растворенные соли кальция и магния, а по нормам их концентрации подразделяется на мягкую, среднюю и жесткую.
В мировой практике используется несколько единиц измерения жесткости, которые определенным образом соотносятся друг с другом. В зарубежных странах широко используются такие единицы жесткости, как немецкий градус (do, dH), французский градус (fo), американский градус (ppm).
В Республике Беларусь согласно СТБ жесткость воды выражают суммой миллимолей ионов кальция и магния, содержащихся в 1 литре воды (ммоль/л). Так, 1 ммоль/л соответствует количеству любого вещества в мг/л, равному его молекулярной массе, разделенной на валентность. Простой расчет показывает, что 1 ммоль/л отвечает содержанию в 1 л воды 20,04 мг/л Са2+, или 12,16 мг/л Мg2+.
При покупке препаратов для воды за границей следует знать соотношение различных единиц измерения жесткости воды в отдельных странах:
1 моль/м3 = 1 ммоль/л = 1 мг-экв/л = 2,804 do (Германия) = 5,005 fo (Франция) = 50,05 ppm (США).
В действующих санитарных правилах и нормах гигиенических нормативов общая жесткость воды, используемой для питьевых и хозяйственно-бытовых нужд, нормируется. Так, в мягкой воде жесткость не должна превышать 4 ммоль/л, в средней — 4-8, в жесткой — 8-12, в очень жесткой — более 12 ммоль/л.
В Беларуси в водопроводах норма составляет 1,5-7,0 ммоль/л. Допустимое максимальное содержание солей жёсткости в воде по суммарному количеству ионов кальция и магния — 7 ммоль/л. Для конкретной системы водоснабжения по постановлению главного санитарного врача она может составлять и 10 ммоль/л. Общая же жесткость воды должна быть не ниже 1,5 ммоль/л. Установлено, что в колодцах, расположенных в сельской местности республики, жесткость воды превышает допустимые нормы, достигая 9,8 ммоль/л.
Внимание! В процессе подготовки воды для питья и использования в других целях нельзя уменьшать ее жесткость ниже 1,5 ммоль/л. Недостатком мягкой воды является низкая буферность, способность вызывать коррозию металла (растворение) и усиливать токсичность тяжелых металлов.
Гигиенистами Российской АМН доказано, что содержание кальция в питьевой воде должно быть не менее 30 мг/л (ПДК — 140 мг/л), магния — минимум 10 мг/л (ПДК — 85 мг/л.)
Жесткая вода при разбрызгивании повышает силу удара и поэтому не задерживается на растении. Мягкая вода способствует приклеиванию препарата к растению. При каких же значениях рН воды существует риск снижения эффективности CЗР?
Стратегия использования воды в зависимости от рН:
- рН 4,0-6,0 — вода хорошо подходит для химической обработки посевов и 12-24-часового хранения рабочего раствора в емкости;
- рН 6,1-7,0 — вода подходит для химической обработки большинством пестицидов, но не рекомендуется нахождение раствора в опрыскивателе более 2-х часов;
- рН выше 7,0 — вода требует использования кондиционера с целью сохранения эффективности обработки.
Сопутствующее повышение рН рабочего раствора стимулирует побочные реакции антагонистического химического обмена и дополнительно ограничивает проникновение высокодиссоциированных средств защиты растений в растительные клетки. В первую очередь, это относится к гербицидам и прежде всего — к препаратам листового действия, содержащих действующие вещества в форме солей. Большинство солей реагируют с катионами кальция воды уже в баке для опрыскивания или в высыхающей на поверхности листа капле рабочей жидкости, образуя плохо растворимые соли кальция в виде прозрачного твердого осадка.
Восприимчивы к негативному воздействию рН целый ряд минеральных солей, присутствующих в воде, а также многие гербициды в виде слабых кислот, которые с кальцием и магнием воды также образуют умеренно растворимые соли.
Наиболее чувствительны к параметрам воды следующие химические препараты:
- глифосаты;
- гербициды из группы регуляторов роста: дикамба, 2-4 Д;
- сульфонилмочевины;
- граминициды;
- ретарданты (хлормекватхлорид);
- фосфорорганические инсектициды;
- фенмедифам, десмедифам, хлороталонил и каптан.
Для некоторых средств, например для глифосатсодержащих гербицидов или хлормекватхлорида (ЦеЦеЦе) лучше вода с низким рН (кислая), например с добавлением подкислителя. Для других препаратов, особенно порошков, больше подходит вода с рН 7,0 (нейтральной реакцией).
Высокое значение рН рабочего раствора может значительно ускорить химическое разложение действующих веществ пестицидов. Период их полураспада может быть сокращен в зависимости от рН, в крайних случаях, даже от нескольких до сотен раз, что нашло подтверждение в многочисленных исследованиях за рубежом. На практике это означает, что период полураспада действующего вещества пестицида можно сократить с 10-30 дней до 2-10 часов, что эквивалентно частичному или полному отсутствию его эффективности.
Экономические последствия связаны с частичной, а в крайних случаях даже с полной потерей действующего вещества пестицида и эффективности обработки. Использование жесткой воды при обработке также негативно влияет на окружающую среду, повышая загрязнение поверхностных и грунтовых вод через накопление химических веществ в почве. Эффект от этого явления отрицательно сказывается на имидже производителей пестицидов из-за нареканий сельхозпроизводителей на плохое качество препаратов.
Решение проблем с водой в сельском хозяйстве.
Снизить содержание в воде солей жесткости до требуемых нормативных значений, осуществляется одним из нескольких способов: термическим, реагентным, катионитовым и комбинацией перечисленных способов. Смягчение воды при фильтровании через Na-катионит повышает щелочность воды (увеличивает рН), а при Н-катионировании кислотность растет (рН снижается).
Для смягчения воды созданы специальные добавки — кондиционеры, регулирующие жесткость воды и рН. Они обладают комплексным действием по отношению к ионам тяжелых металлов и предназначены для улучшения качества воды. Добавки способны эффективно дезактивировать антагонистическое действие кальция, магния и железа в жесткой воде, в результате чего они уже не способны связывать действующие вещества и образовывать с ними осадок. Кроме того, кондиционеры снижают рН воды.
Такие средства дают сельхозпроизводителю гарантию правильного разведения пестицида и шанс эффективной обработки. Кроме того, так мы защищаем окружающую среду от негативных последствий неправильного использования средств защиты растений.
Использование адъювантов в качестве добавки призвано увеличивать количество действующего вещества препарата на поверхности листа, улучшая его проникновение в ткани. Они также обладают противопенящим эффектом, частично предотвращая снос и снижая рН рабочей жидкости.
Широко известно применение минерального азотного удобрения — сульфата аммония в качестве спрея и адъюванта для водорастворимых инсектицидов, гербицидов и фунгицидов. Его функция сводится к связыванию присутствующих в воде катионов железа и кальция. Сульфат аммония особенно эффективен в качестве адъюванта для глифосат- и глифосинатсодержащих гербицидов.
Адъювант (поддерживающий) — добавка в виде суспензии или эмульсии, способная значительно улучшить физическое качество баковых смесей. Она содержит инертное вещество, которое при включении в состав пестицида изменяет поверхностное натяжение между распыляемым веществом и листовой поверхностью растения. В результате поверхность лучше смачивается, препарат глубже проникает в растение, повышая свою эффективность. Адъюванты оказывают положительную роль в усовершенствовании технологий применения пестицидов, позволяя снижать их дозы. Адъюванты составляют 4-5% общего объема мирового рынка СЗР. По прогнозам, их количество будет расти на 5% в год.
Учитывая высокую стоимость химической обработки посевов, не пренебрегайте анализом качества воды и при необходимости добавляйте специальные добавки, пользуйтесь фильтрами-умягчителями и обезжелезивателями воды.
Подготовлено по материалам, опубликованным в журнале «Наше сельское хозяйство» (2015 г., №9).
